x1011.00 Электрические машины

В предлагаемом курсе изучаются принципы построения, конструкции, технические и эксплуатационные характеристики трансформаторов, а также генераторов и двигателей постоянного и переменного тока. Курс содержит видеолекции, сопровождаемые опросами по текущему материалу, электронное пособие, виртуальные лаборатории и упражнения. Материал курса рассчитан на двенадцать недель обучения.

О курсе

Курс электрических машин посвящён изучению принципов построения, конструкций, технических и эксплуатационных характеристик трансформаторов, а также генераторов и двигателей постоянного и переменного тока. Этот курс является основным разделом электротехники, наряду с теорией линейных электрических цепей и электрическим приводом.

Цель курса – получение базовых знаний в области теории электрических машин, достаточных для специалистов технических направлений подготовки неэлектротехнических профилей, а также для всех желающих познакомиться с основами электротехники и получить навыки решения задач, связанных с эксплуатацией электрических машин.

При изучении каждого из десяти разделов курса используются интерактивные задания, характер которых соответствует задачам повседневной инженерной практики.

В результате обучения будут получены:

• знания принципов построения, конструкций, технических и эксплуатационных характеристик трансформаторов, а также генераторов и двигателей постоянного и переменного тока;
• навыки решения задач, связанных с эксплуатацией электрических машин.

Формат

В состав курса входят видео-лекции, упражнения и виртуальные лаборатории. Длительность курса составляет 12 недель. Трудоемкость курса – 4 зачетных единицы. Средняя недельная нагрузка на обучающегося – 12 часов.

Информационные ресурсы

1. Усольцев А.А. Электрические машины: Учебное пособие. – СПб.: НИУ ИТМО, 2013. – 123 с.
2. Усольцев А.А. Общая электротехника: Учебное пособие. Изд. Второе, перераб и доп. – СПб.: НИУ ИТМО, 2013. – 305 с.
3. Жаворонков М.А. Электротехника и электроника: Учебное пособие для студ. вузов. / М.А. Жаворонков, А.В. Кузин. – М.: «Академия», 2005. – 400 с.
4. Касаткин А.С. Электротехника: учебник для вузов. / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. – М.: «Академия», 2007. – 544 с.

Требования

Для успешного освоения необходимо знание математики и физики в объёме начальных курсов вуза, а также теории линейных электрических цепей, логическим продолжением которой является данный курс. Для прохождения курса дополнительного программного обеспечения не требуется.

Программа курса

В курсе рассматриваются следующие темы:

1. Катушка с магнитопроводом в цепи переменного тока.
2. Преобразование энергии трансформатором.
3. Специальные типы трансформаторов и их применение в технике.
4. Магнитные поля бесколлекторных машин.
5. Конструкция, принцип действия и характеристики асинхронного двигателя.
6. Управление асинхронным двигателем. Специальные типы двигателей.
7. Конструкция принцип действия и характеристики синхронных машин.
8. Синхронные двигатели.
9. Двигатели постоянного тока.
10. Управление двигателем постоянного тока. Специальные типы коллекторных машин и вентильные двигатели.

Каждая тема предполагает изучение в течение одной недели. На 6-й и 12-й неделях запланированы упражнения по пройденному материалу.

В курсе имеется два типа дедлайна (предельного срока выполнения оценивающих мероприятий):
– мягкий дедлайн, при котором необходимо выполнить все оценивающие мероприятия текущей недели до ее завершения;
– жесткий дедлайн, при котором на выполнение оценивающих мероприятий после мягкого дедлайна дополнительно выделяется еще две недели, по окончании которых доступ к соответствующим мероприятиям закрывается.

Результаты обучения

• готовность демонстрировать базовые знания в области теории и практики использования электрических машин (РО-1);
• способность применять на практике базовые знания к решению задач теории и практики использования электрических машин (РО-2);

Формируемые компетенции

• 09.03.01 Информатика и вычислительная техника
  1. Обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6)
  2. Участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов (ПК-9)
• 09.03.02 Информационные системы и технологии
  1. Готовность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований (ПК-23)
  2. Способность использовать математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных исследований (ПК-25)
• 09.03.03 Прикладная информатика
  1. Способность проводить описание прикладных процессов и информационного обеспечения решения прикладных задач (ПК-7)
• 10.03.01 Информационная безопасность
  1. Способность использовать основные естественнонаучные законы, применять математический аппарат в профессиональной деятельности, выявлять сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-1)
  2. Способность выполнять работы по установке, настройке и обслуживанию технических и программно-аппаратных средств защиты информации (ПК-11)
• 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
  1. Способность проводить инструментальные измерения, используемые в области инфокоммуникационных технологий и систем связи (ОПК-6)
  2. Способность осуществлять монтаж, наладку, настройку, регулировку, опытную проверку работоспособности, испытания и сдачу в эксплуатацию сооружений, средств и оборудования сетей и организаций связи (ПК-3)
• 11.03.03 Конструирование и технология электронных средств
  1. Способность решать задачи анализа и расчета характеристик электрических цепей (ОПК-3)
  2. Способность использовать основные приемы обработки и представления экспериментальных данных (ОПК-5)
• 12.03.01 Приборостроение
  1. Способность обрабатывать и представлять данные экспериментальных исследований (ОПК-5)
  2. Способность к проведению измерений и исследования различных объектов по заданной методике (ПК-2)
• 12.03.02 Оптотехника
  1. Способность обрабатывать и представлять данные экспериментальных исследований (ОПК-5)
  2. Способность к проведению экспериментальных измерений оптических, фотометрических и электрических величин и исследования различных объектов по заданной методике (ПК-2)
• 12.03.03 Фотоника и оптоинформатика
  1. Способность проводить исследования, обрабатывать и представлять экспериментальные данные (ПК-4)
  2. Способность планировать и проводить эксперименты, обрабатывать и анализировать их результаты (ПК-13)
• 12.03.05 Лазерная техника и лазерные технологии
  1. Способность проводить эксперименты, обработку и представлять экспериментальные данные (ПК-4)
• 12.05.01 Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения
  1. Способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения (ПК-1)
  2. Способность проводить математическое моделирование физических процессов, характеризующих распространение и взаимодействие с веществом электромагнитного излучения оптического и радио диапазона (ПК-10)
  3. Способность проводить исследования физических свойств объектов с выбором технических средств, методов измерений и обработки результатов (ПК-11)
• 14.03.01 Ядерная энергетика и теплофизика
  1. Готовность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способность привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3)
  2. Готовность к проведению физического и численного эксперимента, к разработке с этой целью соответствующих экспериментальных стендов (ПК-12)
• 15.03.06 Мехатроника и робототехника
  1. Способность разрабатывать конструкторскую и проектную документацию механических, электрических и электронных узлов мехатронных и робототехнических систем в соответствии с имеющимися стандартами и техническими условиями (ПК-12)
  2. Способность участвовать в монтаже, наладке, настройке и сдаче в эксплуатацию опытных образцов мехатронных и робототехнических систем, их подсистем и отдельных модулей (ПК-28)
• 16.03.01 Техническая физика
  1. Готовность составить план заданного руководителем научного исследования, разработать адекватную модель изучаемого объекта и определить область ее применимости (ПК-6)
  2. Способность использовать технические средства для определения основных параметров технологического процесса, изучения свойств физико-технических объектов, изделий и материалов (ПК-9)
• 18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
  1. Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-2)
  2. Готовность осваивать и эксплуатировать новое оборудование, принимать участие в налаживании, технических осмотрах, текущих ремонтах, проверке технического состояния оборудования и программных средств (ПК-7)
• 27.03.04 Управление в технических системах
  1. Способность владеть методами анализа и расчёта характеристик электрических цепей (ПК-4)
  2. Способность владеть основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5)